A viscoelastic model for the prediction of transcranial ultrasound propagation: application for the estimation of shear acoustic properties in the human skull
Notice bibliographique
Résumé
A better understanding of ultrasound transmission through the human skull is fundamental to develop optimal imaging and therapeutic applications. In this study, we present global attenuation values and functions that correlate apparent density calculated from computed tomography scans to shear speed of sound. For this purpose, we used a model for sound propagation based on the viscoelastic wave equation (VWE) assuming isotropic conditions. The model was validated using a series of measurements with plates of different plastic materials and angles of incidence of 0°, 15° and 50°. The optimal functions for transcranial ultrasound propagation were established using the VWE, scan measurements of transcranial propagation with an angle of incidence of 40° and a genetic optimization algorithm. Ten (10) locations over three (3) skulls were used for ultrasound frequencies of 270 kHz and 836 kHz. Results with plastic materials demonstrated that the viscoelastic modeling predicted both longitudinal and shear propagation with an average (±s.d.) error of 9(±7)% of the wavelength in the predicted delay and an error of 6.7(±5)% in the estimation of transmitted power. Using the new optimal functions of speed of sound and global attenuation for the human skull, the proposed model predicted the transcranial ultrasound transmission for a frequency of 270 kHz with an expected error in the predicted delay of 5(±2.7)% of the wavelength. The sound propagation model predicted accurately the sound propagation regardless of either shear or longitudinal sound transmission dominated. For 836 kHz, the model predicted accurately in average with an error in the predicted delay of 17(±16)% of the wavelength. Results indicated the importance of the specificity of the information at a voxel level to better understand ultrasound transmission through the skull. These results and new model will be very valuable tools for the future development of transcranial applications of ultrasound therapy and imaging.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».